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【石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(图乙).(1)图甲中,1号C与相邻C形】
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更新时间:2024-04-26 04:37:10
问题描述:

石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(图乙).

(1)图甲中,1号C与相邻C形成σ键的个数为___.

(2)图乙中,1号C的杂化方式是___,该C与相邻C形成的键角___(填“>”“<”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角.

(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散到H2O中,则氧化石墨烯可与H2O形成氢键的原子有___(填元素符号).

(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图丙所示,M原子位于晶胞的棱上与内部,C60位于晶胞的顶点与面心,则该晶胞中C60的个数为___,该材料的化学式为___.

毛倩回答:
  (1)由图可知,甲中,1号C与相邻C形成3个C-C键,形成σ键的个数为3,故答案为:3;   (2)图乙中,1号C形成3个C-C及1个C-O键,C原子以sp3杂化,为四面体构型,而石墨烯中的C原子杂化方式均为sp2,为平面结构,则图乙中C与相邻C形成的键角<图甲中1号C与相邻C形成的键角,故答案为:sp3;<;   (3)水中的O电负性较强,吸引电子能力的强,易与氧化石墨烯中的O-H上的H形成氢键,氧化石墨烯中O与水中的H形成氢键,故答案为:O、H;   (4)M原子位于晶胞的棱上与内部,棱上有12个M,内部有9个M,其个数为12×14
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